15 Contoh Soal Termokimia Kelas XI dan Pembahasannya

Termokimia merupakan salah satu bentuk penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang perubahan kalor yang menyertai suatu reaksi kimia. Perhatikan contoh soal termokimia dan pembahasannya berikut ini supaya pemahamanmu mengenai materi termokimia semakin mendalam.

Soal No. 1

Pada pembentukan (NH₄)₂Cr₂O₇ dalam keadaan standar, dibebaskan energi sebesar 2780,08 kJ/mol, tentukan persamaan reaksi pembentukan termokimia!

Pembahasan:

N₄(g) + 4H₂(g) + 2Cr(s) + 3½O₂(g) → (NH₄)₂Cr₂O₇(aq) ∆H⁰_f = – 2780,08 kJ

Soal No. 2

Diketahui entalpi pembentukan standar natrium klorida adalah -410,9 kJ. Buatlah persamaan reaksi penguraian termokimianya!

Pembahasan:

NaCl(s) → Na(s) + ½ Cl₂(g) ∆H⁰_d = +410,9 kJ

Soal No. 3

Tentukan persamaan termokimia reaksi pembakaran C₃H₆ jika nilai ∆H⁰_d = -2377 kJ!

Pembahasan:

C₃H₆(s) + 4 ½ O₂(g) → 3CO₂(g) + 3H₂O(l) ∆H⁰ = -2377 kJ

Soal No. 4

Tentukan persamaan entalpi penguapan air dari wujud padat jika diketahui reaksi-reaksi berikut:

H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(g) ∆H = -241,8 kJ

H₂O(l) → H₂O(s) ∆H = -6,01 kJ

H₂O(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l) ∆H = -285,8 kJ

Pembahasan:

Soal No. 5

Tentukan entalpi reaksi berikut,

BaCl₂(aq) + H₂SO₄(aq) → BaSO₄(s) + 2HCl(aq)

Jika diketahui entalpi pembentukan standar dari BaCl₂, BaSO₄, H₂SO₄, dan HCl berturut-turut adalah -858,6 kJ/mol, -1473,3 kJ/mol, -909,27 kJ/mol, -167,1 kJ/mol

Pembahasan:

∆H_r = ∆H⁰_f produk – ∆H⁰_f reaktan

∆H_r = (∆H⁰_f BaSO₄ + 2∆H⁰_f HCl) – (∆H⁰_f BaCl₂ + ∆H⁰_f H₂SO₄)

∆H_r = (-1473,3 + (2 x (-167,1))) – (-858,6 + (-909,27)

∆H_r = -39,63 k/mol

Soal No. 6

Tentukan perubahan entalpi reaksi dari pembakaran CH₂ dibawah ini!

CH₂(g)  + 1½ O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(g) ∆H = ?

Pembahasan:

∆H_r = ∑E_{ikatan putus} – ∑E_{ikatan terbentuk}

∆H_r = (CH₂ + 1 ½ O₂) –  (CO₂ + H­₂O)

∆H_r = ( H – C – H + 1 ½ (O = O)) – ( O = C = O  + H – O – H)

∆H_r = ((2 x 413) + (1 ½  x 146)) – ((2 x 358) + (2 x 263))

∆H_r = (826 + 219) – (716 + 526) = -197 kJ

Soal No. 7

Hitung entalpi pembakaran CH₄(g) menjadi CO₂(g) dan H₂O(g) pada temperature 298K, bila diketahui pada temperature tersebut:

• ∆H CH₄ = – 74,873 kJ/mol
• ∆H O₂ = 0,00 kJ/mol
• ∆H H₂O = -241,827 kJ/mol
• ∆H CO₂ = – 393,522 kJ/mol

Pembahasan:

Reaksi:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

∆H = ∆H produk – ∆H reaktan

∆H = (CO₂ + 2H₂O) – (CH₄ + 2O₂)

∆H = ( – 393,522 + (2 x (-241,827)) – ( – 74,873 + (2 x 0,00))

∆H = -877,176 + 74,873 = 802,303 k/mol

Soal No. 8

Pada perubahan dari 12,425 gram karbon menjadi CO₂ pada suhu reaksi semula 30⁰C, terjadi kenaikan suhu sebesar 0,484⁰C. Apabila panas jenis calorimeter 200 kkal/gr⁰C. Berapa ∆H tiap mol karbon yang dibakar?

Pembahasan:

Reaksi:

C + O₂ → CO₂

n C = 12,435/12 = 1,03 mol

∆H = (kalor jenis x ∆T)/n C

∆H = (200 x 0,484)/1 = 93,414 kkal

Soal No. 9

Ke dalam calorimeter dituangkan 50 gram air dingin 25⁰C, kemudian ditambahkan 75 gram air panas 60⁰C sehingga suhu campuran menjadi 35⁰C. Jika suhu calorimeter naik sebesar 7⁰C, tentukan kapasitas kalor calorimeter? Diketahui kalor jenis air = 4,18 J.g^-1.⁰C^-1.

Pembahasan:

Q air panas = m x c x ∆T = 75 x 4,18 x (35 – 60) = – 7.837,5 J

Q air dingin = m x c x ∆T = 50 x 4,18 x (35 – 25) = + 2.090 J

Q calorimeter = c x ∆T = (c x 7⁰C)

Q air panas + Q air dingin + Q calorimeter = 0

-7.837,5 + 2.090 + (c x 7⁰C)= 0

-5.747,5 + c x 7⁰C = 0

(c x 7⁰C) = 5.747,5 J

c = 5.747,5/7 = 821 J/⁰C

Soal No. 10

Dalam calorimeter yang telah dikalibrasi dan terbuka direaksikan 50 gram alcohol dan 3 gram logam natrium. Jika suhu awal campuran 30⁰C dan setelah reaksi suhunyya 75⁰C, tentukan ∆H reaksi. Diketahui kalor jenis larutan 3,65 J/g⁰C, kapasitas calorimeter 150 J/⁰C dan suhu calorimeter naik sebesar 10⁰C.

Pembahasan:

Q larutan = m x c x ∆T = 53 x 3,65 x 45 = 8.705,25 J

Q calorimeter = c x ∆T = 150 x 10 = 1.500 J

Q reaksi + Q larutan + Q calorimeter = 0

Q reaksi + 8.705,25 J + 1.500 J = 0

Q reaksi = – 10.205,25 J

Q reaksi = ∆H reaksi = -10.205,25 J

Soal No. 11

Diketahui:

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g) ∆H = -136 kkal

H₂(g) + O₂(g) → H₂O₂(g) ∆H = -44,8 kkal

Hitung ∆H untuk reaksi

2H­₂O₂(g) → 2H₂O + O₂

Pembahasan:

Soal No. 12

Diketahui:

1. C + O₂ → CO₂ ∆H = -94 kkal
2. H₂ + ½ O₂ → H₂O ∆H = -68 kkal
3. 2C + 3H₂ → C₂H_6­ ∆H = -20 kkal

Berapa nilai ∆H untuk reaksi berikut!

C₂H₆ + 7/2 O₂ → 2CO₂ + 3H₂O ∆H = ?

Pembahasan:

Soal No. 13

Dengan menggunakan tabel energi ikatan, tentukan energi yang dibebaskan pada pembakaran gas metana!

Pembahasan:

Reaksi pembakaran gas metana:

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

∆H_r = ∑E pereaksi – ∑E produk

∆H_r = (4 x C – H + 2 O = O) – ( 2 C = O + 4 O – H )

∆H_r = (4 x 415) + (2 x 494) – (2 x 805) + (4 x 460)

∆H_r = 802 kJ

Soal No. 14

Hitung energi ikatan atom karbon dan hydrogen dalam CH₄, jika reaksi pengatoman diketahui sebagai berikut.

CH₄(g) → C(g) + 4H(g) ∆H = +1662 kJ

Pembahasan:

Dalam pengatoman satu mol gas menatana mengalami 4 pemutusan ikatan C – H, itu artinya

4 C – H = 1662 kJ

C – H = 1662/4 = 415,5 kJ

Jadi energi ikatan atom karbon dan hidrogen dalam CH₄ sebesar 415,5 kJ

Soal No. 15

Berapa energi ikatan C – C yang dihitung dari molekul C₆H₆ jika diketahui reaksi pengatoman sebagai berikut.

C₆H₆ → 6C(g) + 6H(g) ∆H = +2924 kJ

C – H = 415,5 kJ

Pembahasan:

6 C – H + C – C = +2924 kJ

(6 x 415,5) + C – C = +2924 kJ

C – C = 2924 – 2493 = 431 kJ